Aeromotorlager
Lagertyp
Flygmotorns spindelhastighet är hög, den varma ändens temperatur är hög ochlagerbehöver bära axiell belastning och radiell belastning, så lagren är indelade i två kategorier: axialstödlager och simmande stödlager: axialstödlager använder vanligtvis trepunktsvinkelkontaktkullager för att bära axiell belastning och kontrollera den roterande statorns axiella spelrum. Rörliga stödlager bär endast radiella belastningar, och eftersom rotorn rör sig i axiell riktning på grund av termisk expansion och kontraktion,cylindriska rullagerutan kanter på den yttre eller inre ringen används vanligtvis.
Tillbehörsväxellådor för flygmotorer drivs vanligtvis av cylindriska kugghjul, och lagren bär endast radiella belastningar och rotorns termiska expansion är liten, såcylindriska rullagerochdjupspårkullagerär huvudsakligen utvalda.
Reducerväxellådan överför en stor mängd kraft, varav vissa använder spiralformade kugghjul, och lagren måste bära både radiella och axiella belastningar, såcylindriska rullager, djupspårkullageroch trepoängarevinkelkontaktkullagerär huvudsakligen utvalda.
Flygmotorer använder trepunktsvinkelkontaktkullager ochcylindriska rullager.
Trepunktsvinkelkontaktkullager
När flygmotorn är igång genereras radiell belastning och axiell belastning på spindeln, och en uppsättning kullager är vanligtvis placerade vid stödpunkten framför spindeln för att bära den radiella belastningen som bildas av överlagringen av den obalanserade kraften från varje axel och höghastighetsrotation, och samtidigt bära skillnaden i axialbelastningen mellan fläktens och kompressorns pneumatiska kraft framåt och turbinens pneumatiska kraft bakåt.
Jämförelse av strukturen hos spårkullager och trepunktsvinkelkontaktkullager har en axiell excentricitet Lo i mitten av det inre ringspåret i trepunktsvinkelkontaktkullagret, vilket gör dess axiella spel Ga och rotorns storlek i axiell riktning mindre och det är lättare att kontrollera det axiella spelet hos motorns roterande rotor.
Trepunktsvinkelkontaktkullagret har en dubbel halvinre ringstruktur, och dess halvt separerbara design med inre ring möjliggör installation av fler kulor, vilket avsevärt ökar lagerkapaciteten.
Jämförelse av strukturen hos vinkelkontaktkullager och trepunktsvinkelkontaktkullager: Vinkelkontaktkullager kan endast bära envägs axiella belastningar. Om de behöver bära dubbelriktade axiella belastningar måste de kombineras, vilket tar upp mer utrymme och ökar massan. De dubbla och halva innerringarna hos trepunktsvinkelkontaktkullager kan direkt bära dubbelriktade axiella belastningar, vilket kan spara cirka 50 % utrymme och kvalitet jämfört med dubbelradiga eller gruppbaserade vinkelkontaktkullager, och de är enkla att installera, vilket är bekvämt för motordesign.
Hållaren och kulaggregatet i trepunktsvinkelkontaktkullagret kan separeras från ytterringen, så att en helhållare kan användas, som har högre hållfasthet, är lämplig för hög rotationshastighet och är lättare att uppnå högre bearbetningsnoggrannhet. Samtidigt gör strukturen också installation och inspektion av lager enklare.
Jämfört med vanliga mekaniska cylindriska rullager är rulldiametern hos cylindriska rullager för flygmotorer mindre, och dess fördelar är följande:
1) Det kan minska rullens oljerörningsmotstånd under höghastighetsdrift;
2) Tröghetskraften är liten;
3) Tillräckligt kontakttryck kan bibehållas när den radiella kraften är liten för att undvika att rullarna glider;
4) Eftersom hylsan, rullen och burkomponenterna kan separeras kan en solid bur användas, som har bättre styrka och höghastighetsstabilitet.
Cylindriska rullagerLager utan fläns i innerringen har vanligtvis en större innerringsbredd för att hantera den axiella rörelsen mellan inner- och ytterringen som orsakas av förlängningen orsakad av termisk expansion mellan axeln och lagrets innerring, samt den relativa feljusteringen mellan inner- och ytterringen som orsakas av rotoraggregatets axiella monteringsfel under monteringen. Om installationsutrymmet är litet eller det finns speciella krav kan axeln eller lagerhuset användas direkt istället för den flänslösa innerringen.
Aeromotorcylindriska rullagerOfta utsätts för arbetsförhållanden med liten eller ingen radiell belastning, och rotationshastigheten är mycket hög, vilket gör att rullarna är benägna att glida och friktioneras. För att förhindra glidning används ofta icke-cirkulära löpbanor för att realisera lagrets radiella förspänning, och lastfördelningen hos två typiska icke-cirkulära löpbanor används ofta.
Lagermaterial
Driftstemperaturen för motorns turbinlager är mycket hög, och det är vanligtvis nödvändigt att kyla lagret med en volym smörjolja på flera liter per minut, men lagrets arbetstemperatur kan fortfarande nå cirka 250 °C.
För att klara högtemperaturförhållanden används vanligtvis 8Cr4Mo4V (M50) stål och annat högtemperaturlagerstål i lagerringen, och de behandlas med högtemperaturhärdning. Även om lagertemperaturen når 400 °C efter att motorn har stoppats, kan lagrets prestanda fortfarande säkerställas. För att uppfylla rullutmattningstiden krävs generellt att lagermaterialets ythårdhet inte är mindre än 60 HRC vid rumstemperatur, och det totala 8Cr4Mo4V-stålet härdas genom värmebehandling, men segheten är lägre än för strukturkomponentmaterialet, vilket kommer att leda till sprickbildning i hylsan när centrifugalkraften hos hylsan och axelns omkretsspänning är stora. Därför måste dn-värdet överstiga 2,5 × 106 mm · r/min. Lager måste vara tillverkade av G13Cr4Mo4Ni4V (M50NiL) material, vilket har bättre kärnseghet.
Lagerhållarmaterialet i flygmotorer är vanligtvis tillverkat av konstruktionsstål såsom 40CrNiMoA (4030), och hållaren behöver försilvras för att minska slitage under startfasen. Rullelementet är detsamma som hylsans material, och dess hårdhet är i allmänhet densamma som hylsans, och i vissa fall kommer den att vara 1 ~ 2 HRC högre än hylsans. Ibland använder kulan även keramiska material såsom kiselnitrid, aluminiumoxid och zirkoniumoxid.
Publiceringstid: 8 juni 2026
